DE10324105A1 - Method and device for liquid cleaning of objects - Google Patents
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Abstract
Bei einem Flüssigreinigungsverfahren werden Gegenstände zunächst mit Reinigungsflüssigkeit gereinigt und dann mit Spülflüssigkeit gespült. Die Reinigungsflüssigkeit und die Spülflüssigkeit haben zumindest annähernd die gleiche Zusammensetzung und enthalten neben Wasser eine organische Komponente, derart und in einer Konzentration, dass die organische Komponente in gewissen Konzentrationen in Wasser löslich ist und die Flüssigkeit bei der bei der Reinigung herrschenden Temperatur im Zustand einer Mischungslücke mit einer wasserreichen kontinuierlichen Phase mit darin enthaltenen Tröpfchen einer organikreichen Phase vorliegt. Die die Reinigungsflüssigkeit und die Spülflüssigkeit bildende reinigungsaktive Flüssigkeit wird nach der Reinigung von Verschmutzungen befreit und erneut als Spülflüssigkeit bzw. Reinigungsflüssigkeit verwendet.In a liquid cleaning process, objects are first cleaned with cleaning liquid and then rinsed with rinsing liquid. The cleaning liquid and the rinsing liquid have at least approximately the same composition and, in addition to water, contain an organic component, and in a concentration such that the organic component is soluble in water in certain concentrations and the liquid at the temperature prevailing during cleaning in the state of a miscibility gap with a water-rich continuous phase with droplets of an organic-rich phase contained therein. The cleaning-active liquid forming the cleaning liquid and the rinsing liquid is freed of dirt after cleaning and used again as a rinsing liquid or cleaning liquid.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flüssigreinigen von Gegenständen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.The The invention relates to a method for liquid cleaning of objects according to the preamble of Claim 1. The invention further relates to a device for Carry out of the procedure.
Aus der WO 96/28535, von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, ist ein gattungsgemäßes Flüssigreinigungsverfahren bekannt, bei dem die zu reinigenden Gegenstände zunächst mit einer Reinigungsflüssigkeit in Berührung gebracht werden, die zwischen 0,01 und 80 Gew% Wasser und zwischen 99,99 und 20 Gew% eines organischen Lösungsmittels enthält, das mit dem Wasser ein Azeotrop bildet und nach azeotropischer Destillation eine getrennte Phase bildet. Anschließend werden die gereinigten Gegenstände mit einer Spülflüssigkeit in Berührung gebracht, die zwischen 99,99–60 Gew% Wasser und zwischen 0,01 und 40 Gew% des gleichen organischen Lösungsmittels enthält, wobei der Wassergehalt der Spülflüssigkeit größer ist als der der Reinigungsflüssigkeit. Wenigstens ein Teil der für die Reinigung verwendeten Reinigungsflüssigkeit wird mit wenigstem einem Teil der zum Spülen verwendeten Spülflüssigkeit zusammengeführt und die vermischte Reinigungs- und Spülflüssigkeit wird einer azeotropen Destillation unterworfen. Das Destillat separiert in eine wasserreiche Phase und eine lösungsmittelreiche Phase. Wenigstens ein Teil der lösungsmittelreichen Phase wird der Reinigungsflüssigkeit zugeführt und wenigstens ein Teil der wassereichen Phase wird der Spülflüssigkeit zugeführt.Out WO 96/28535, which is based on the preamble of claim 1 is a generic liquid cleaning process is known, in which the objects to be cleaned first with a cleaning liquid in touch brought between 0.01 and 80 wt% water and between 99.99 and 20% by weight of an organic solvent contains that forms an azeotrope with water and after azeotropic distillation forms a separate phase. Then the cleaned objects with a rinsing liquid in touch brought that between 99.99-60 % Water and between 0.01 and 40% by weight of the same organic solvent contains where the water content of the rinsing liquid is bigger than that of the cleaning liquid. At least part of the for The cleaning liquid used is cleaned with as little as possible part of the for rinsing used rinsing liquid merged and the mixed cleaning and rinsing liquid becomes an azeotropic Subject to distillation. The distillate separated into a water-rich Phase and a solvent-rich Phase. At least part of the solvent-rich Phase becomes the cleaning liquid supplied and at least part of the water-rich phase becomes the rinse liquid fed.
Das beschriebene Verfahren ist sowohl in seiner Durchführung als auch bezüglich der notwendigen Vorrichtung verhältnismäßig aufwendig, da die Zusammensetzung der lösungsmittelreichen Reinigungsflüssigkeit und der lösungsmitttelarmen bzw. -wasserreichen Spülflüssigkeit, die in zumindest teilweise voneinander getrennten Kreisläufen geführt werden, getrennt kontrolliert werden muß. Des weiteren wird für die Reinigungsflüssigkeit eine verhältnismäßig hohe Lösungsmittelkonzentration benötigt, was zu erhöhten Kosten führt.The described method is both in its implementation as also regarding the necessary device is relatively expensive, because the composition of the solvent-rich cleaning fluid and the low solvent rinsing liquid rich in water, which are conducted in at least partially separate circuits, must be checked separately. Furthermore, for the cleaning liquid a relatively high one Solvent concentration needed what to increase Costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsverfahren zu schaffen, das bei hoher Reinigungswirkung einfach und kostengünstig durchführbar ist. Weiter soll eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens geschaffen werden.The The invention has for its object to a cleaning method create that is easy and inexpensive to perform with a high cleaning effect. Furthermore, a device for performing the method is to be created become.
Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The the task relating to the method is characterized by the features of the claim 1 solved.
Die Unteransprüche 2 bis 10 sind auf vorteilhafte Weiterbildungen und Durchführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet.The under claims 2 to 10 are on advantageous further developments and implementation forms of the method according to the invention directed.
Der Anspruch 11 kennzeichnet den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und die Ansprüche 11 bis 13 sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gerichtet.The Claim 11 characterizes the basic structure of a device to perform of the method according to the invention and the claims 11 to 13 are on advantageous developments of the device according to the invention directed.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der einzigen Figur dargestellten Blockdiagramms eines Ausführungsbeispiels beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.The Invention is illustrated below with reference to one in the single figure Block diagram of an embodiment for example and explained in more detail.
Gemäß der einzigen
Figur ist eine Reinigungskammer
Weiter
ist ein Reinigungsflüssigkeitsbehälter
Aus
der Reinigungskammer
Ein
Spülflüssigkeitsbehälter
Der
Druck in den Leitungen
Der
Druckabfall im Feinfilter
Aus
dem Reinigungsflüssigkeitsbehälter
Aus
der Destillatkammer
Ein
Nachfüllbehälter
Aus
der Absetzkammer
Zur
Steuerung der Pumpen und Ventile dient eine elektronische Steuereinrichtung
Die
beschriebene Vorrichtung bzw. das beschriebene System arbeitet beispielsweise
folgendermaßen:
Der
Spülflüssigkeitsbehälter
The rinsing liquid container
Die
gesamte Befüllung
kann über
den Nachfüllbehälter
Durch
Ansteuerung der Pumpe
Nach
Beendigung der Reinigung, die abhängig von den Gegenständen und
deren Verschmutzung zeitgesteuert erfolgen kann, werden die Dreiwegeventile
Vorteilhafterweise
auch während
der Reinigung und/oder Spülung
erfolgt eine Wiederaufbereitung der Reinigungsflüssigkeit
Zu
weiteren Reinigung der in der Überlaufkammer
Mit der beschriebenen Vorrichtung wird eine einzige reinigungsaktive Flüssigkeit für die Reinigung und Spülung zu reinigender Gegenstände verwendet, wobei die Reinigungsflüssigkeit in einem vom Reinigungs- und Spülprozess getrennten Kreisprozess von Verschmutzung befreit und einer erneuten Verwendung zugeführt wird. Es versteht sich, dass die Art und Konzentration der organischen Komponente(n) derart ist, dass nach Abtropfen und Abtrocknen der Spülflüssigkeit zumindest annähernd keine Rückstände auf den gereinigten Oberflächen verbleiben.With the device described is a single cleaning active liquid for the Cleaning and rinsing objects to be cleaned used, the cleaning liquid in one of the cleaning and rinsing separated cycle from pollution and a new one Fed use becomes. It is understood that the type and concentration of organic Component (s) is such that after draining and drying the rinse at least approximately no residue on the cleaned surfaces remain.
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann in unterschiedlichster Weise abgeändert werden, wobei der beschriebene
Prozeß dann
entsprechend modifiziert abläuft.
Beispielsweise kann die Umlaufleitung
Je
nach Niveau, auf dem sich die unterschiedlichen Behälter befinden,
müssen
in den zwischen ihnen geführten
Leitungen Pumpen vorgesehen sein. Einzelne der Filter können fehlen
oder es können
zusätzliche Filter
vorgesehen sein. Das vorteilhaft aus dem Abscheidebehälter
Die
Reinigungskammer
Die
geschlossene Prozessführung
und der geschlossene Umlauf insgesamt nur einer Flüssigkeit
(die unverschmutzte Reinigungsflüssigkeit
und die unverschmutzte Spülflüssigkeit
haben im wesentlichen identische Zusammensetzungen) ermöglicht eine
einfache Prozeßführung und
das Arbeiten mit geringstmöglichen Flüssigkeitsverlusten.
Unvermeidlicher Verlust an reinigungsaktiver Flüssigkeit dadurch, dass der
in den Filtern abgeschiedene Schmutz und die in den Schmutzflüssigkeitsbehältern
Für den Reinigungsflüssigkeitsbehälter
Von
entscheidendem Einfluß auf
die Wirksamkeit der Reinigung ist die Zusammensetzung der reinigungsaktiven
Flüssigkeit.
Hier hat sich als besonders vorteilhaft die Verwendung einer reinigungsaktiven
Flüssigkeit
erwiesen, die aus Wasser und einer organischen Komponente mit Molekülen mit
lipophilen und hydrophilen Gruppen erwiesen, wobei die organische
Komponente im Hinblick auf eine gute Lösung der entsprechenden Schmutzanteile
an den zu reinigenden Gegenständen
Die
Abscheidung des Schmutzes aus der reinigungsaktiven Flüssigkeit
erfolgt besonders wirksam, wenn die reinigungsaktive Flüssigkeit
in dem Abscheidebehälter
Für die Destillationsreinigung
in dem Verdampfer
Folgende
organische Komponenten haben sich als vorteilhaft herausgestellt:
R1 und R3 jeweils
unabhängig
von einander steht für
H, CH3, C2H5, geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder
ungesättigte
C3 bis C18 Alkylgruppen,
in denen eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-,
CHR- oder CR2-Gruppen durch -O- ersetzt
sein können,
Hydroxy, Imido, worin der Wasserstoff durch gesättigte oder ungesättigte C1 bis C8 Alkylgruppen
ersetzt sein kann, gesättigte
oder ungesättigte
cyclische C3 bis C6-Gruppen, in
denen eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-,
CHR- oder CR2-Gruppen durch -O- ersetzt sein können;
[Xn] steht für -O-, -C(=O)-, -C(=O)-O-,
-C(=O)-R-, -NH-; NR-, -N(OH)-, geradkettige oder verzweigte C2 bis C8 Alkylgruppen,
in denen eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-,
CHR- oder CR2-Gruppen durch -O- ersetzt sein
können;
n
für ganze
Zahlen von 1, 2, 3, etc. steht.The following organic components have proven to be advantageous:
R 1 and R 3 each independently represent H, CH 3 , C 2 H 5 , straight-chain or branched, saturated or unsaturated C 3 to C 18 alkyl groups in which one or more non-adjacent CH 2 -, CHR- or CR 2 groups can be replaced by -O-, hydroxyl, imido, in which the hydrogen can be replaced by saturated or unsaturated C 1 to C 8 alkyl groups, saturated or unsaturated cyclic C 3 to C 6 groups in which one or more are not neighboring CH 2 , CHR or CR 2 groups can be replaced by -O-;
[X n ] stands for -O-, -C (= O) -, -C (= O) -O-, -C (= O) -R-, -NH-; NR-, -N (OH) -, straight-chain or branched C 2 to C 8 alkyl groups in which one or more non-adjacent CH 2 , CHR or CR 2 groups can be replaced by -O-;
n stands for integers from 1, 2, 3, etc.
Vorteilhaft
wird mit Konzentrationen zwischen etwa 5 und etwa 40 Gew. % Organik
gearbeitet; noch vorteilhafter mit Konzentrationen zwischen 10 und
20 Gew. %. Die in der Reinigungskammer
Folgende
Verschmutzungen werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise
sehr wirksam entfernt:
Fette, Öle, Metallbearbeitungsfluids,
Bohr- und Schneidöle,
Lepp- und Polierpasten, Trennmittel, Harze, Flussmittel, Salze,
Aktivatoren, Korrosionschutzfluids, Silikonöle, Wachse, Konservierungsmittel.
Löthilfsmittel, Kühl- und
Schmierstoffe usw., wobei die organische(n) Komponente(n) auf diese
Verschmutzungen abgestimmt werden.The following contaminations are removed very effectively with the method according to the invention, for example:
Greases, oils, metalworking fluids, drilling and cutting oils, lapping and polishing pastes, release agents, resins, fluxes, salts, activators, anti-corrosion fluids, silicone oils, waxes, preservatives. Soldering aids, coolants and lubricants etc., whereby the organic component (s) are matched to these contaminants.
Zu
reinigende Gegenstände
sind beispielsweise:
Präzisionsteile,
feinmechanische Bauteile, elektronische Baugruppen, optische Präzisionsteile
(z.B. Linsen), Motorenteile, Steuerungen, Bauteile aus Luft- und
Raumfahrt, Oberflächen
zur Vorbereitung von Löt-,
Klebe- und Bondverbindungen usw.Items to be cleaned include:
Precision parts, precision mechanical components, electronic assemblies, optical precision parts (e.g. lenses), engine parts, controls, aerospace components, surfaces for preparing soldered, adhesive and bonded connections, etc.
Vorteilhaft wird beispielsweise mit einer reinigungsaktiven Flüssigkeit entsprechend der nachfolgenden Tabelle gearbeitet, in der der bei der Verdampfung herrschende Druck der jeweiligen organischen Komponente (Stoff) in mbar, die jeweilige Verdampfungstemperatur in °C, und der jeweilige der azeotropen Zusammensetzung entsprechende Gehalt des Stoffes in Wasser in Gewichtsprozenten angegeben ist.Advantageous for example with a cleaning active liquid worked according to the table below, in which the at the evaporation pressure of the respective organic component (Substance) in mbar, the respective evaporation temperature in ° C, and the respective content of the azeotropic composition Substance in water is given in percentages by weight.
Dabei
bedeutet:
PnP: Propylenglycolmono-n-propylether
PnB: Propylenglycolmono-n-butylether
DPnP:
Dipropylenglycolmono-n-propylether
DPnB: Dipropylenglycolmono-n-butyletherHere means:
PnP: propylene glycol mono-n-propyl ether
PnB: propylene glycol mono-n-butyl ether
DPnP: Dipropylene glycol mono-n-propyl ether
DPnB: Dipropylene glycol mono-n-butyl ether
Erfindungsgemäß kann mit reinigungsaktiven Flüssigkeiten gearbeitet werden, die vollständig frei von Tensiden oder sonstigen reinigungsaktiven Bestandteilen sind, die sich infolge einer chemischen Reaktion mit zu entfernendem Schmutz verbrauchen und daher nicht durch einfache physikalisch chemische Vorgänge rezykliert bzw. aufbereitet werden können. Es versteht sich, dass der reinigungsaktiven Flüssigkeit geringe Mengen an Korrosionsinhibitoren, Entschäumern, Ablaufadditiven und/oder Reinigungsboostern von beispielsweise weniger als insgesamt 2 Gewichtsprozenten zugesetzt sein können.According to the invention cleaning-active liquids be worked out completely free of surfactants or other cleaning active ingredients which are the result of a chemical reaction with those to be removed Consume dirt and therefore not simply physically chemical processes can be recycled or processed. It goes without saying that the active cleaning liquid small amounts of corrosion inhibitors, defoamers, drain additives and / or Cleaning boosters of, for example, less than a total of 2 percent by weight can be added.
Für die beschriebenen Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale wird Schutz sowohl einzeln als auch in unterschiedlichen Kombinationen beansprucht. Dort wo Bereiche angegeben oder beansprucht werden, wird auch jeder Teilbereich der angegebenen Bereiche beansprucht. Bei Verbindungsklassen wird auch jedes Element beansprucht. Die Anmelderin behält sich vor, für die energetisch günstige Unterdruckverdampfung Schutz an sich zu beanspruchen.For the described Process and device features will protect both individually as well as claimed in different combinations. There where Areas are specified or claimed, each sub-area of the specified areas. In connection classes also claimed every element. The applicant reserves the right before, for the energetically favorable Vacuum evaporation to claim protection itself.
- 1010
- Reinigungskammercleaning chamber
- 1212
- Gegenständeobjects
- 1414
- Sprüheinrichtungspraying
- 1616
- ReinigungsflüssigkeitsbehälterThe cleaning liquid container
- 1818
- Reinigungsflüssigkeitcleaning fluid
- 2020
- Leitungmanagement
- 2222
- Reinigungspumpecleaning pump
- 2323
- Durchflußmeßgerätflowmeter
- 2424
- DreiwegeventilThree-way valve
- 2626
- Zuleitungsupply
- 2828
- Ableitungderivation
- 3030
- DreiwegeventilThree-way valve
- 3232
- Leitungmanagement
- 3434
- Filterfilter
- 3636
- Spülflüssigkeitsbehälterrinsing liquid
- 3838
- Spülflüssigkeitrinse
- 4040
- Leitungmanagement
- 4242
- Spülpumpeirrigation pump
- 4444
- Feinfilterfine filter
- 4646
- Durchflußmeßgerätflowmeter
- 4747
- Leitungmanagement
- 4848
- Filterfilter
- 4949
- Verbindungsleitungconnecting line
- 5050
- Druckmeßgerätpressure gauge
- 5151
- Druckmeßgerätpressure gauge
- 5252
- DifferenzdruckgeberDifferential pressure transmitter
- 5454
- Rückleitungreturn
- 5656
- RücklaufpumpeReturn pump
- 5858
- Teilchenfilterparticulate
- 6060
- Abscheidebehälterseparating vessel
- 6262
- Zulaufkammerinlet chamber
- 6464
- Absetzkammersettling
- 6666
- Vorkammerantechamber
- 6868
- ÜberlaufklammerOverflow clip
- 7070
- Umlaufleitungcirculation line
- 7272
- Leitungmanagement
- 7474
- Pumpepump
- 7676
- VerdampferEvaporator
- 7878
- VerdampfungskammerEvaporation chamber
- 8080
- Destillationskammerdistillation chamber
- 8282
- Leitungmanagement
- 8484
- Pumpepump
- 8686
- Nachfüllbehälterrefill
- 8888
- Leitungmanagement
- 9090
- Leitungmanagement
- 9292
- SchmutzflüssigkeitsbehälterDirty liquid container
- 9393
- Verbindungsleitungconnecting line
- 9494
- Steuereinrichtungcontrol device
- 9696
- Mikroprozessormicroprocessor
- 9898
- SpeicherStorage
- 100100
- SpeicherStorage
- 102102
- Eingängeinputs
- 104104
- Ausgängeoutputs
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